Technology
General Introduction
개요
TMC는 정밀한 작업면과 정밀하게 측정하는 연구소나 산업을 위한 제진 시스템을 제공하는데 있어서 전문적인 기술을 가지고 있습니다. 최상의 성능을 제공하려면 정밀한 ‘상부’와 그것을 지지하는 제진대 둘 다 환경 소음이라는 중요한 문제를 제어할 수 있도록 설계되어야 합니다.
진동의 원인(소음)
하중의 안정성에 영향을 미치는 진동원(소음)은 크게 세가지가 있는데, 이는 지반 진동, 음향 소음, 직접적인 힘입니다. 지진이나 지반 진동은 전세계의 모든 곳에 존재합니다. 이와 같은 소음은 해안가에 부딪히는 파도나 지각판의 이동, 나무와 건물에 부는 바람, 기계 장치, HVAC(공조) 시스템, 차량의 통행이나 사람의 보행과 같은 다양한 원인으로부터 발생합니다. TMC의 제진대는 이러한 진동을 최소화하도록 설계되어 있습니다. 음향 소음도 대부분 동일한 원인으로부터 발생하지만 기압파를 통해서 하중에 전달됩니다. 이는 하중에 직접적으로 힘을 가하며, 아음속 음향파는 공압식 제진대의 다이어프램에 압력차를 발생시켜 하중에 영향을 미치기도 합니다. 또한 HVAC의 배출구 주변에서 발생하는 공기의 흐름에 의해 음향 소음이 발생할 수도 있습니다. 세번째 진동원은 하중에 가해지는 직접적인 힘입니다. 이는 하중에 연결된 호스나 레이저 수냉 라인과 같은 기계적인 결합에 의해 발생할 수 있습니다. 진동이 하중 자체에서 발생할 수도 있는데, 반도체 검사 장비에서 실리콘 웨이퍼를 이동시키는 스테이지가 이에 해당됩니다. 스테이지를 가속시키는 힘은 하중의 정적인 부분에 반력으로 작용합니다. 스테이지의 이동은 하중의 전체적인 무게중심을 변화시키기도 합니다.
주기적 소음 및 측정
주기적인 소음은 주로 회전하는 기계에서 발생합니다. 가장 일반적인 예는 HVAC 시스템에서 사용하는 대형 팬입니다. 이 팬은 일정한 속도로 회전하며, 지속적으로 단일 주파수 진동(때로는 몇 가지 고조파 주파수도 포함)을 발생시킵니다. 다른 것으로는 공기압축기(에어 컴프레셔)가 있는데, 건물의 팬과는 달리 필요에 따라 작동하거나 작동하지 않을 수 있습니다. 공기압축기의 소음은 작동 상태로 보면 비정적이라고 할 수 있지만 주기적, 간섭성의 소음으로 간주해야 합니다. 모든 주기적 소음은 정적이든 아니든 간에 진폭 스펙트럼 측정 방식을 사용해야 합니다. 진폭 스펙트럼 측정 결과는 소음을 측정하는 센서로부터 수집한 데이터를 푸리에 변환하여 얻을 수 있습니다. 가장 보편적인 센서는 가속도계인데, 주파수에 대하여 단위가 가속도인 스펙트럼을 생성합니다. 가속도계가 널리 쓰이는 이유는 주파수 응답이 “평탄”하고, 무작위 지반 소음이 거의 나타나지 “않기” 때문입니다. 진폭 스펙트럼은 속도나 변위의 진폭도 주파수의 함수로 나타낼 수 있습니다. 대부분의 스펙트럼 분석기는 고속 푸리에 변환을 사용하는데, 입력 데이터로부터 각각의 주파수에 대한 진폭을 구하여 그래프로 나타냅니다. 이는 모든 주기적인 소음 발생원의 진폭과 주파수를 포함합니다. 진폭 스펙트럼을 사용하여 측정된 주기적인 소음 발생원의 진폭은 데이터의 레코드 길이와는 무관합니다.
무작위(랜덤) 소음 및 측정
무작위, 비간섭성 소음은 진폭 스펙트럼 밀도를 사용하여 측정합니다. 진폭 스펙트럼과의 차이점은 분석기에서 진폭 스펙트럼을 보여주기 전에 데이터 레코드 길이의 제곱근을 곱하는 것입니다. 무작위 소음의 측정 결과는 [측정 단위]/√Hz의 단위를 가지는 곡선으로 나타나게 되며, [측정 단위]는 가속도, 속도, 변위가 될 수 있습니다. 이와 같은 측정 대역의 표준화는 측정된 소음의 수준이 데이터 레코드의 길이와는 독립적임을 보장합니다. 만약에 이러한 보정을 하지 않는다면, 예를 들어 데이터 레코드의 길이가 100배 증가할 때 랜덤 소음이 10배 감소하는 것으로 나타날 수 있습니다. 스펙트럼 밀도를 사용하여 주기적인 소음을 측정하면 데이터 레코드가 길어질수록 진폭이 증가하게 됩니다. 무작위 지반 소음의 수준은 매우 다양하지만, 평균적으로 1~수백Hz 범위에서 0.5μg/√Hz 정도입니다. 무작위 소음은 불안정할 수 있는데, 예를 들어 폭풍이 부는 날씨는 무작위 지반 소음을 크게 증가시킬 수 있습니다. 94쪽의 그림 1은 건물의 일반적인 소음 수준을 나타낸 것입니다.
